陕甘宁盆地拗陷郝家山断背斜含油气岩石地层划分

段先哲张 璞李 南李 冬时 皓孙 嘉谭凯旋胡 杨谢焱石冯志刚陈 亮

（1.南华大学核资源与工程学院，湖南 衡阳 421001；2.湖南省核燃料循环技术与装备协同创新中心，湖南 衡阳 421001；3.石家庄经济学院,河北 石家庄 050031；4.南华大学国有资产管理处，湖南 衡阳 421001；5.内蒙古自治区矿产实验研究所，内蒙古 呼和浩特 010031；6.中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037）

陕甘宁盆地拗陷郝家山断背斜含油气岩石地层划分

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（1.南华大学核资源与工程学院，湖南 衡阳 421001；2.湖南省核燃料循环技术与装备协同创新中心，湖南 衡阳 421001；3.石家庄经济学院,河北 石家庄 050031；4.南华大学国有资产管理处，湖南 衡阳 421001；5.内蒙古自治区矿产实验研究所，内蒙古 呼和浩特 010031；6.中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037）

为更好了解陕甘宁盆地郝家山断背斜的含油气层埋藏特征，前期在郝家山已实施金泉12钻井，发现有明显的油气显示，但对油气显示层的隶属关系尚不明确，仅参照附近相邻含油地层进去确定，存在划分不准确问题。为修正这些问题，部署了金泉1井钻探。基于前人资料以及通过对钻孔岩芯的岩性特征详细观察，文章重新对金泉1井附近岩石地层进行了划分。本研究对于优化研究区地层划分与对比方面具有重要意义。

陕甘宁盆地；郝家山断背斜；岩石地层划分；钻井

陕甘宁盆地（面积为 26×104km2）是我国西部的中生代大型沉积盆地之一[1-7]。其西南缘天环拗陷郝家山断背斜构造主要勘探领域为中生界碎屑岩、岩性、构造圈闭领域。前期实施的金泉12井钻探，在中生界侏罗系延安组、三叠系延长组地质录井过程中见到较好的油气显示，但是对该地区的地层划分尚不明确。因此，宁夏宝塔油气投资有限公司在盆地西部边缘和位于宁夏吴忠市东南方向100km的郝家山断背斜构造上部署了一口针对中生界侏罗系延安组、三叠系延长组碎屑岩含油气情况的金泉 1井，主要承担对该地层的划分任务，并辅以勘探油层。在此基础上，本文重新对金泉 1井附近岩石地层进行了划分。

1 区域地质特征

1.1地层

根据前人研究成果[4-7]，参照宁夏地质志[8]，该区地层从老到新依次为三叠系、侏罗系、白垩系、第三系、第四系。

各地层岩性地质特征由老到新如下所述：

（1）三叠系

依其岩性组合及生物群面貌划分为中统纸坊组和上统延长组。

①中三叠统纸坊组

岩性主要为一套辉紫、紫红、黄绿色中厚层状长石砂岩，硬砂质长石砂岩，夹有少量硬砂岩及紫红色泥岩薄层。

②上三叠统延长组

主要为灰、灰绿色中-细粒长石砂岩夹灰、深灰色粉砂岩、泥岩及黑色页岩。

（2）侏罗系

该区侏罗系仅出露中侏罗统和上侏罗统。现简述如下：

①中侏罗统

本区中侏罗统极为发育，自下而上划分为延安组、直罗组。

延安组。该区本组以普遍含可采煤层为特征。可分为上、下两个岩性段。下段为灰白色砾岩，灰、灰黄、浅灰红色中-粗粒长石石英砂岩、长石砂岩、石英砂岩，夹有灰黑色页岩、粉砂质泥岩及薄煤层。上段为宁夏主要煤地层之一。岩性以灰黑、黑色泥岩页岩及粉砂岩为主，夹有灰白、浅灰、灰黄色粗-细粒砂岩，含稳定的可采煤层，煤层多大10～20余层，单层厚度可达 25m。该段普遍含菱铁矿结，为河湖相、泥炭沼泽相交替沉积。

直罗组。该区本组岩性以灰、深灰色泥岩与浅灰色细砂岩、中砂岩互层，夹煤层为主要特征。岩性基本稳定，总的趋势是自西向东颗粒变细，泥质类增多，属较温湿气候条件下的河湖相沉积。

②上侏罗统

该区上侏罗统自下而上划分为安定组和芬芳组。

安定组。本组以一套以紫红、灰绿色砂岩、泥岩为主的河湖相沉积。砂岩常具板状斜层理或槽状斜层理，水平层理也较发育。可划分为上、下两个岩性段：下端为紫红色泥岩夹灰白色中细粒长石砂岩；上段为紫红色粉砂质微晶灰岩、粉砂质泥灰岩夹紫红色泥岩及灰黑色中粗粒长石砂岩。

本区内主要出露安定组。岩性以紫红、砖红、浅灰色砂质岩为主，夹有浅黄绿、灰白色杂色层；砂岩常具板状斜层理或槽状斜层理，水平层理也较发育；很难找到完整的动植物化石。

芬芳组。岩性主要为棕红、灰紫色巨砾岩、砾岩夹棕红色砂岩，与下覆的安定组、上覆下白垩统志丹群皆为角度不整合接触。

（3）白垩系

仅发育下统志丹群，依其岩性及化石组合，自下而上可细分为：宜君组、洛河组、环河-华池组、罗汉洞组、泾川组。志丹群总厚度一般约 1700m，自下而上沟呈两个沉积旋回。下旋回由宜君组、洛河组、环河-华池组组成。该旋回总体上粒度较粗，由山麓相过度为河、湖相，横向上相变剧烈，岩性复杂多变，总趋势是由西向东粒度逐渐变细，厚度随之变小。上旋回由罗汉洞组和泾川组组成，岩性由河流相砂岩、细砂岩过度为湖泊相泥岩、砂质泥岩夹泥灰岩，粒度较下旋回细，横向上岩性、岩相较稳定。上部泾川组沉积范围缩小，加之后期改造变动和强烈的风化剥蚀，部分地区该组缺失。

（4）第三系

较为发育，除古新统外其它各统均有出露，以渐新统分布最为广泛。为一套内陆红色碎屑岩-含膏岩建造，富产脊椎动物、腹足类、双壳类、介形虫、轮藻及孢粉等化石，渐新统中石膏矿储量巨大。岩性主要为棕红、兰灰色泥岩与红色砂质砾岩、中砂岩互层夹石膏。

（5）第四系

广泛出露黄土和黏土层。

1.2构造

盆地周围均为显著的褶皱山系所包围，北靠大青山，南邻秦岭，东为吕梁山、中条山，西为贺兰山和六盘山。盆地南北为伊盟、渭北隆起（构造线方向为东西向）；中部为拗陷带（构造线方向为南北向），由西向东包括：马家滩-沙井子段褶带、天环拗陷、陕北斜坡、晋西挠褶带组成。盆地整体为近南北向的长方形，内部地形较为复杂。其中天环拗陷郝家山断背斜位于陕甘宁盆地西缘，处于陕北斜坡与天环拗陷的结合部位。

2 郝家山断背斜地层划分

为了探明郝家山断背斜地层发育及进行岩石地层划分，实施金泉1井钻孔进行地层揭露。

2.1金泉1井钻孔地层岩石特征

本文对金泉1井1640m以内钻孔岩芯进行了地层划分。岩芯每层由地表向下所对应的深度和岩性特征如表1所示：

表1　金泉1井钻孔地层岩石特征

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2.2金泉1井钻孔地层划分依据与结果

2.2.1地层划分依据

地层划分方法众多，有岩石地层划分、年代地层划分、事件地层划分、生物地层划分等若干方法[9-10]。由于研究程度较低，采用的研究手段有限，尤其是对该地区来说更是如此。笔者仅采用岩石地层特征为依据划分该地区地层单元。并参照宁夏地质志地层划分单元进行对比（表 2），划分如下：

（1）层位（1～2层），深度（0～125m）地层为第四系。岩性主要为粘土层，黄土层。可与宁夏地质志第四系地层作对比，具有相似性，所以可以将0～125m归属为第四系。

（2）层位（3～9层），深度（126～305m）地层为第三系。岩性以棕、棕红色泥岩为主，浅灰色细沙岩次之，夹少量灰色砾岩，岩石分选差和中等，并出现石膏层。宁夏地质志第三系岩石也主要为一套，棕红、兰灰色泥岩与红色砂质砾岩、中砾岩互层夹石膏层，岩石分选性不好。代表氧化坏境下的河湖相沉积。其中主要标志层为石膏夹层。由此可见，该套地层与地质志第三系地层具有很大可比性，故将其划归到第三系。

（3）层位（10～54层），深度（306～987m）地层为白垩系志丹群组。岩性主要为棕色、棕褐色泥岩，浅灰色细砂岩，浅粉色粉砂岩。根据宁夏地质志，白垩系志丹统沉积环境以氧化环境为主，所以其内岩石颜色仍以棕色、棕褐色为主。由于岩石沉积基本上处于据母岩较远的区域，所以颗粒基本上以细粒为主，岩性基本介于泥岩与细砂岩之间。从下伏的侏罗系，由于沉积环境由氧化环境变为还原环境，岩石的颜色主要表现为深灰、灰色、浅灰色。306～987m地层的岩性主要为棕红、棕褐色泥岩，浅灰色细砂岩，粉砂岩。而987m以后的岩性以深灰色泥岩，中砂岩为主，这正好与侏罗系所对应岩层的岩性特征相符。可以将306～987m地层划分为志丹群组。

（4）层位（55～74层），深度（987～1442m）地层为侏罗系中统安定组；层位（75～80层），深度（1442～1640）地层为侏罗系中统直罗组。55～74层，岩性主要为深灰、灰色泥岩，灰、灰白色中砂岩，灰、灰白色细砂岩；75～80层，岩性主要以深灰、灰色泥岩，灰色中砂岩为主，灰色细砂岩次之，夹有薄煤层。由于本区只出露侏罗系中统，所以只能对侏罗系中统进行划分。而侏罗系中统分为安定组和直罗组，所以下面重点详述本区安定组和直罗组层位的划分。

安定组与下伏直罗组的岩性特征基本上相似，但不同主要在于以下两点：

（1）安定组出现了灰白色细砂岩，而直罗组细砂岩以灰、浅灰色为主。这主要是出于直罗组与安定组沉积环境相比，前者还原程度更深的缘故。

（2）直罗组开始出现了薄煤层，这是安定组所没有的。这是因为从安定组到直罗组，沉积相由湖泊相转变为沼泽相，为煤层的产生提供了良好的环境。

由以上分析，所以可以将 987～1442m地层划分为安定组。1442～1640m地层便为直罗组。

表2　金泉1井所划分地层与宁夏地层的比较

2.2.2本研究划分地层与金泉12井预测地层的比较

金泉12井预测地层结果如表3所示。从表2和表3可知，本研究划分地层与金泉12井预测地层在井深与岩性简述方面有所不同，特别是井深上。其井深不同点具体表现如下：（1）本文对第四系地层所对应的井深归纳为 95m，而预测中井深为125m；（2）本文对第三系地层岁对应的井深归纳为306m，而预测的为320m；（3）本文对白垩系地层岁对应的井深归纳为988m，而预测中为1800m；（4）本文对安定组所对应的井深归纳为1443m，而预测的为2200m。由此可知，本研究可以修正金泉12井的结果。

表3　金泉12井预测地层

3 结论

基于前人资料以及通过对钻孔岩芯的岩性特征详细观察，本研究采用岩石地层划分方法对金泉 1井附近岩石地层重新进行了划分。划分结果表明0～125m地层为第四系，岩性以黏土和黄土层为主；126～305m地层为第三系，岩性以棕、棕红色泥岩为主，浅灰色细砂岩次之，夹少量灰色砾岩；306～987地层为白垩系下统志丹群，岩性主要为棕红、棕褐色泥岩，浅灰色细砂岩，浅灰色粉砂岩；988～1442m地层为侏罗系中统安定组，岩性主要为深灰、灰色泥岩，灰、灰白色中砂岩，灰、灰白色细砂岩；1443～1640m地层为侏罗系中统直罗组，岩性主要以深灰、灰色泥岩，灰色中砂岩为主，灰色细砂岩次之，夹有薄煤层。本研究对于优化研究区地层划分与对比方面具有重要意义。

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[10] O.Catuneanu.层序地层学原理[M].吴因业,等译.石油工业出版社,2009:1-380.

The stratigraphic division of the oil and gas-bearing strata beneath the Haojiashan faulted anticline from Shanganning basin

In order to better understand the oil and gas reservoir burial of Haojiashan faulted anticline from Shanganning basin, a well drilling numbered Jinquan 12 was carried out at an earlier stage. The drilling results demonstrated that there was an obvious indication of oil and gas, but the affiliation of oil and gas-bearing strata remained unclear as it was only determined by referring to the nearby oil-bearing strata, resulting in an inaccurate stratigraphic division. To address this problem, a Jingquan 1 well drilling thus was implemented. Based on the previous data and a detailed observation of the lithological characteristics of the drilling cores, we, in this study, stratigraphically re-divided the strata adjacent to this well drilling. The new results obtained could correct those of the Jinquan 12 well drilling. This study has an important significance to the optimization of stratigraphic division and comparison in this study area.

Shanganning basin; Haojiashan faulted anticline; stratigraphic division of strata; well drilling

P5

A

1008-1151(2015)10-0020-04

2015-09-12

国家自然科学基金（41503016）；湖南省教育厅优秀青年项目（15B201）；内蒙古地质勘查专项资金；国防基础科研计划项目(B3720110004)；南华大学博士科研启动基金(2014XQD08)；南华大学“蒸湘学者计划”；中国博士后科学基金（2015M582334）。

段先哲（1985－），男，南华大学核资源与工程学院讲师，博士，研究方向为地质学，地球化学和矿床学。

张璞（1965－），女，石家庄经济学院教授，博士，研究方向为地质学、区域构造等。